湿地保护和修复的基础理论及关键技术问题

 

2021年10月18日至20日，由国家自然科学基金委员会地球科学部、信息科学部和计划与政策局联合主办、中国科学院东北地理与农业生态研究所协办的以“湿地保护和修复的基础理论及关键技术问题”为议题的第289期“双清论坛”在北京召开。自然科学基金委党组成员、副主任侯增谦院士出席会议并致辞。论坛执行主席由自然科学基金委监督委员会主任陈宜瑜院士、中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士和中国科学院东北地理与农业生态研究所吕宪国研究员共同担任。论坛开幕式由地球科学部常务副主任于晟研究员主持。论坛由自然科学基金委地球科学部、信息科学部、计划与政策局联合主办。来自高等院校和科研院所共40余位专家学者参加了此次论坛。

Main content

主要内容

本期论坛围绕“湿地变化与区域生态安全”、“湿地关键过程与驱动机制”、“湿地修复技术体系与模式”和“湿地功能维持与区域可持续发展”4 个议题，与会人员作了14 个主题报告，并进行了主题讨论和集中研讨。与会人员通过瞄准退化湿地恢复的关键科学问题和重大湿地修复工程生态效应与评估等国家重大需求问题，重点围绕中国湿地退化机制、修复机制、关键技术体系和模式等问题进行了讨论，剖析了当前湿地研究前沿领域发展的现状、热点、难点、未来所面临的挑战和发展趋势，凝练了亟需解决的重大关键科学问题，研讨了重点研究方向，对未来五至十年的湿地科学研究、湿地保护与修复的基础性和前沿科学问题提出了具体建议。与会人员认为，根据当前国际大科学计划和国内现实发展需求，未来湿地保护与修复关键基础科学问题的研究方向，应该主要包括湿地与全球变化、湿地与生物多样性保护、湿地关键过程-模型研究、湿地退化过程与生态修复机制等。

一、湿地变化与区域生态安全

在全球湿地损失和退化的背景下，迫切需要对湿地的变化及其对区域生态安全的影响进行科学评估。若要准确分析湿地的变化，首先需要明确湿地的属性、边界和科学定义。在湿地科学研究中则重点强调水、植物和土壤要素，更多关注湿地的生态过程和生态功能。与会人员认为，需要把湿地生态系统中相对稳定的结构要素作为研究主线，从湿地类型和分布区域的角度，开展湿地的共性和差异性研究，以深化对湿地生态系统的认识。

与会人员对湿地变化和区域生态安全领域研究提出的问题是：湿地结构和功能与区域生态安全是何种关系？如何构建符合中国实际和特色的湿地定义、分类、分区学科体系和保护管理体系？中国典型湿地的发育与演变机制是什么？如何利用大尺度模型定量研究湿地作为屏障的功能？

在未来的湿地研究中，应该把湿地生态系统结构中相对稳定的共性生态要素作为研究主线，从湿地类型和湿地分布区域的角度，开展中国重要湿地保护和修复研究，将湿地的起源、演化、自然过程、退化因素和人类活动影响等进行耦合研究，结合当前国家高质量发展的理念，将“双碳”、“水安全”和“粮食安全”目标与湿地保护和恢复研究紧密地联系起来。在湿地保障生态安全方面，需要在深入分析人类活动和气候变化驱动进程的基础上，剖析人类活动与环境变化对湿地生态系统服务与区域生态安全的影响机制，优化流域湿地空间配置，提出流域湿地生态保护红线，充分发挥湿地系统的综合生态功能，形成切实可行的湿地资源调控和管理方案；建立适合中国湿地生态系统的评估规范，开展重要湿地的系统监测和湿地生态系统受威胁状态评估，发布湿地生态系统红色名录。

二、湿地关键过程与驱动机制

只有揭示和掌握湿地物理、化学和生物过程及其驱动机制，才能诊断湿地退化原因和选择关键生态修复技术。湿地物理、化学和生物过程及其驱动机制是湿地科学研究的重要内容，目前已经具备一定的研究基础。其中，湿地中水、土壤、生物之间的相互作用过程和水、碳、氮生物地球化学耦合机制研究，是环境变化下湿地演变驱动力分析、湿地功能维持机制和适应性机制研究的重要基础。

与会人员对该领域提出的主要问题是：湿地水-土-生物多维相互作用过程和耦合机制如何？气候变化和人类活动扰动对湿地关键过程和功能的影响阈值和机理如何？湿地与环境的互馈机制如何？湿地碳“源汇”格局及其变化机理如何？

建议在未来的湿地关键过程和驱动机制研究中，进一步加强湿地形成、发育和演变过程及规律的研究，阐明湿地水循环与水文生态过程、碳氮循环过程及生态效应，明确湿地水文、关键生物和生物地 球化学过程的关系，揭示长时间尺度上湿地演化与湿地生态过程的关系，加强湿地生态过程研究平台和监测网络的建设。

三、湿地修复技术体系与模式

湿地生态修复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建，再现湿地被干扰前的结构、功能以及物理、化学和生物学特征。需要遵循湿地生态系统自然演替规律，研发和筛选湿地修复技术体系和模式。进行湿地修复，需要明确湿地退化程度的诊断标准，探索退化湿地修复的关键科学问题，其中自然恢复是湿地修复的最好选择。

近年来，湿地恢复研究的发展深化了河-湖-沼生态连通性、水文连通与生物连通耦合、自然扰动与系统演替等基础理论。在东北内陆和北方河口，开展了沼泽恢复的研究与实践，结果表明，水文、生物连通的阻断是沼泽退化的决定性因素，水文和地貌条件改变是沼泽退化的关键驱动力；创建了以土壤种子库和生物完整性为核心的自然恢复与人工辅助恢复选择的判定方法；创立了基于水土精准调控的生物群落定向快速恢复技术，以 及以微地形修饰为核心的复合生境近自然构建技术，编制了退化沼泽恢复技术规程地方标准。

与会人员对该领域提出的问题是：湿地退化的机制和退化等级如何划分？如何区分湿地是自然恢复的还是人工辅助恢复的？湿地恢复成功与否的标准是什么？有哪些成熟的湿地修复技术和模式？

经过讨论，与会人员认为，未来应该加强沼泽退化机制和恢复机制研究；深化湿地中植物生理生态及其对环境适应机制的研究；开展退化湿地分区、分类评估与恢复策略研究，加强湿地恢复效果评估；侧重湿地多功能权衡的湿地修复，研发具有较高生态系统服务价值的湿地生态修复模式和范式；探索湿地资源合理利用模式，以实现生态效益与经济效益的双赢，保证已经恢复的湿地生态系统的稳定和持续发展。

四、湿地功能维持与区域可持续发展

在可持续发展背景下，需要从生态安全角度，根据区域湿地的数量、质量和空间结构，对退化湿地进行修复。湿地格局优化和生态-社会-经济网络耦合调控是当前重点关注的科学问题。

与会人员对该领域提出的问题是：什么是湿地功能维持机制？湿地恢复是以面积的恢复还是以功能的恢复为目标？ 

经过讨论，与会人员认为，要实现湿地功能维持与区域可持续发展，需要在人类活动干扰和气候变化背景下，优化流域湿地的空间配置，提出维持湿地生态功能稳定性与生产和生活用水、用地的权衡机制，以及水土资源适应性调控配置方案，开展区域生态格局优化设计；以湿地生态功能为主线，以湿地主体功能和修复技术为重点，形成湿地主体功能修复模式与技术体系，为湿地保护与修复工程提供技术支撑，使湿地成为区域生态安全的屏障，进而推动区域可持续发展。

Main achievement
论坛主要成果

本期论坛凝聚了一个重要科学问题——湿地与环境互馈机制和湿地保护与修复。

1.未来中国湿地保护和修复基础研究的重点方向

 

以湿地系统中相对稳定的结构要素作为研究主线，加强湿地共性与差异性研究，明确湿地生态系统的属性、概念和定义，建立并健全湿地学科体系。深化湿地形成过程和演化理论，揭示湿地结构-功能-过程关系及其机制，明晰湿地与环境的互馈关系，重点加强土壤生物地球化学循环过程和典型湿地生物的生理生态响应研究。强化湿地退化机制和恢复技术研究，制定湿地恢复效果评判标准，构建基于分区、分类、分功能的恢复技术体系与资源高效利用模式，强化并发挥湿地观测网络体系建设优势。

2.建议

根据湿地科学基础研究涵盖了地理学、生物学、生态学、环境科学和信息系统等多学科的特点，加强学科交叉，凝聚多方面力量，设立“湿地保护与恢复”重大专项，解决湿地保护和恢复理论与技术中的重大科学问题，系统开展“双碳”目标下的中国重要湿地的保护和修复。充分考虑中国湿地科学的基础研究与湿地系统复杂性、多样性的特点，并结合湿地基础和应用基础研究的重要性和长期性，利用相关项目持续支持，及时凝练总结一批高水平的研究成果，培养并形成一支高水平的湿地科学研究队伍，为中国湿地科学研究的持续发展奠定基础。

原文链接：武海涛,姜明,吕宪国等.湿地保护和修复的基础理论及关键技术问题——第289期双清论坛[J].湿地科学,2022,20(01):128-132.